王志杉

摘 要：文章主要介紹了在當前電子計算機系統(tǒng)以及網(wǎng)絡系統(tǒng)的支持下的電子警察系統(tǒng)的相關(guān)設計方案。以Visual C++ 6.0作為開發(fā)環(huán)境，通過WindowsAPI實現(xiàn)整個電子警察系統(tǒng)的各項功能。通過現(xiàn)代化的電子警察系統(tǒng)對十字路口違章行為進行實時抓拍、監(jiān)控，根據(jù)車輛跟蹤刻畫的行駛軌跡與車道屬性、信號燈狀態(tài)（紅、黃、綠）相結(jié)合，實現(xiàn)分車道、多相位的交通違法辨識，并控制相機將違章行為抓拍下來，包括車牌號、車身及車牌顏色等，并將相關(guān)照片、信息進行上傳，這是現(xiàn)代化電子警察系統(tǒng)的主要任務。而在實際的應用中，該系統(tǒng)取得了良好的效果，以此證明該系統(tǒng)具有可推廣性。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設計；電子警察；功能；抓拍；違章

引言

城市的發(fā)展以及經(jīng)濟的進步使得人們的生活條件有了巨大的改善，城鎮(zhèn)化建設進程的加速以及城市人口的的急劇增加導致了城市交通環(huán)境的改變，機動車流量的增加加重了城市交通壓力，使得交通管理壓力劇增。很多駕駛員自身交通法律意識淡薄，為了快速到達目的地經(jīng)常無視交通管理秩序，闖紅燈，尤其在夜間，交警下班后，該類問題顯得尤為嚴重。

而電子警察抓拍系統(tǒng)針對此類違章行為的管理提供了便利且嚴格的環(huán)境，實現(xiàn)了全天候的實時監(jiān)管，通過提供精確的圖像證據(jù)，為交通執(zhí)法提供了更加方便的條件，不但提高了交通管理工作的效率，也降低了管理成本，提高了交通管理的安全性。通過在需要的地段設置系統(tǒng)設備，進行自動化的監(jiān)控，不但降低了交通管理人員的數(shù)量，減輕了管理工作強度，還實現(xiàn)了城市交通的實時化、自動化、智能化的抓拍監(jiān)控，是現(xiàn)代交通智能管理的主要技術(shù)發(fā)展方向。

1 系統(tǒng)功能分析

前端子系統(tǒng)包括終端服務器、一體化電警抓拍單元（含車牌補光燈）、環(huán)境補光燈（小角度頻閃LED燈）、信號燈檢測器、交換機、光纖收發(fā)器及桿件等相關(guān)組件。

（1）一體化電警抓拍單元：采用500萬像素一體化智能高清攝像機，在內(nèi)置車牌補光燈和外置環(huán)境補光燈的配合下，可實現(xiàn)圖像采集、成像控制、車輛檢測、車牌識別、違章檢測，可支持SD卡前端存儲。（2）終端服務器：完成電警抓拍圖片的合成處理，同時還支持前端數(shù)據(jù)備份存儲和數(shù)據(jù)上傳。（3）環(huán)境補光燈：選用LED燈作為光源，主要用以環(huán)境補光，有效提高夜間圖像顯示效果和標識標線的顯示效果，燈光亮度符合國家環(huán)保標準，對人眼無刺激。具有良好的防水、防塵功能，能長時間適應室外工作環(huán)境。（4）信號燈檢測器：實時檢測紅燈信號，將紅燈維持狀態(tài)、紅燈切換至綠燈脈沖信號、綠燈切換至紅燈脈沖信號，發(fā)送給一體化電警抓拍單元。單臺信號燈檢測器最大可以支持16路紅燈信號接入。多相位紅燈信號接口，可根據(jù)不同車道設置紅燈信號和組合紅燈信號。

2 抓拍檢測流程

2.1 檢測方法的選擇

針對機動車違章現(xiàn)象的自動化抓拍，需要以車輛檢測的準確率為基礎。目前可以利用的車輛檢測方式有很多種，常用檢測方式有激光、視頻、地感線圈以及雷達等方式。

通過對各種檢測方式進行比較，在實際的應用中激光檢測在精度上相對較高，但是所使用的設備成本也相對較高，因而在我國的推廣較為困難；而雷達檢測方式相對使用范圍較廣，使用較多，主要應用范圍為車輛的測速。而線圈檢測的方式技術(shù)相對較為成熟，投入成本相對較低，主要原理是車輛經(jīng)過線圈時會引起線圈磁感應發(fā)生變化，從而達到檢測目的，并且該種方式受到環(huán)境的影響相對較小。而線圈的使用壽命相對較長，基本同道路的使用壽命接近，但是該種方式安裝不方便，需要進行路面的切割。視頻檢測器具有采集信息量大，準確，直觀可靠、安裝調(diào)試維護方便等優(yōu)點，可根據(jù)需要靈活設置檢測區(qū)域，還可提供現(xiàn)場視頻圖像，便于管理。目前，大部分城市均采用視頻檢測方式。

2.2 相機的選擇

在該系統(tǒng)中不再使用USB相機而是使用網(wǎng)絡相機，首先該類相機的接口更為堅固，不會同USB相機一樣受到震動容易發(fā)生松動。另外該類相機全天候工作，若遇到外界環(huán)境影響而出現(xiàn)死機現(xiàn)象后通過控制電源的方式便可重啟。

2.3 抓拍原理和抓拍流程

當一體化電警抓拍單元檢測到有目標進入停車線內(nèi)的視頻檢測區(qū)域時，立即對檢測的目標進行車牌識別，若能識別到車牌，則將該圖片作為第一張闖紅燈圖片保存，若識別不到車牌，系統(tǒng)會在車輛到達觸發(fā)線1（壓在停止線）位置進行車牌識別并抓拍。對于在觸發(fā)線1（壓在停止線）位置抓拍的圖片，如果能夠識別到車牌，則將該圖片并作為第一張闖紅燈違法圖片保存并建立違法行為ID號，若識別不到車牌，則將該圖片作為卡口圖片保存。當一體化電警抓拍單元檢測到紅燈期間該車輛離開觸發(fā)線1時（已越過停止線），系統(tǒng)采集第二張闖紅燈圖片，并將抓拍的圖片連同紅燈開啟時間、該輛車違法時間、路口名稱、車道號等信息用同一個ID號存儲在終端服務器的硬盤內(nèi)。當一體化電警抓拍單元檢測到紅燈期間該車輛離開觸發(fā)線2時（已越過停止線），系統(tǒng)采集第三張闖紅燈圖片。這樣將形成一組完整的車輛闖紅燈違法圖片記錄，并在終端服務器內(nèi)合成一張高清照片。

3 軟件設計

3.1 基本功能模塊的設計

在電子警察系統(tǒng)中，最基本的功能構(gòu)架主要通過網(wǎng)絡系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成，通過各個路口的控制系統(tǒng)收集監(jiān)管信息，繼而通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的傳輸，其主要的軟件工作流程主要包括以下幾方面：

（1）系統(tǒng)的初始化：包括對路口參數(shù)的配置以及設備進行初始化。設備的初始化主要內(nèi)容包括對軟件的開放進行監(jiān)測，對相機的IP來源進行監(jiān)測，以此控制相機的連接，從而實現(xiàn)對設備的啟動、斷開的有效控制；依照后臺的IP地址進行數(shù)據(jù)庫的連接，因此方便數(shù)據(jù)的獲取。而參數(shù)的配置主要包括相機拍攝參數(shù)的設置，例如白平衡的設置以及焦距的設置等，另外還需要設置相機的拍攝方向以及相機的名稱。并對路口的最大限速進行設置。（2）信號的接收：主要是對交通信號燈信號的接收以及線圈信號的接收，該功能主要通過計算機串口來實現(xiàn)。而這里針對串口信號的監(jiān)聽主要采用了回調(diào)函數(shù)的方式，以此降低軟件運行成本。（3）違章車輛的抓拍：通過對相機的控制將違章車輛的違章狀態(tài)抓拍下來。在進行拍攝時需要注意，若相機的反映過程過長以及相機死機都會導致圖片拍攝不成功，而不正確的參數(shù)設置會致使圖片模糊無法使用，若圖片傳輸過程中出現(xiàn)問題，那么也會造成數(shù)據(jù)的丟失和損壞，這些問題都應當在設計中予以考量。相機反應時間過長：這里主要從相機自帶的SDK包來處理，通過分析哪段時間開銷最大來對程序做相應的調(diào)整，相機的拍攝函數(shù)不能完全按照相機例程來做，重新構(gòu)造了拍攝函數(shù)。相機運行時死機：在軟件中設置了對應的監(jiān)聽線程，通過時鐘函數(shù)來時刻監(jiān)聽相機的運行狀況，發(fā)現(xiàn)相機無反應后可以斷開重連，重連再無反應即可重啟設備并記錄在案。相機拍攝圖片丟失：這里利用的STL中容器的知識，拍攝的每一張圖片都對應有臨時的編號，檢測到編號不對及重新處理圖片。（4）圖像處理任務以及圖像存儲任務：在抓拍到畫面后自動對圖片進行處理，并即使的保存，通過GDI函數(shù)對照片進行處理以及添加標題。（5）通訊任務：主要同后臺監(jiān)控中心進行遠程通訊以及數(shù)據(jù)的傳輸交互，通過交換機或光纖收發(fā)器實現(xiàn)。

3.2 子系統(tǒng)功能模塊的擴展設計

系統(tǒng)在產(chǎn)品級的實現(xiàn)中還有許多可以擴展的功能：（1）系統(tǒng)具有自檢功能，不死機，斷電自啟動。使用WindowsAPI函數(shù)來實現(xiàn)對應的斷電自啟動功能。（2）識別車牌功能：在進行車輛圖片的抓拍中，能夠自動的識別并記錄車輛車牌號。只需將圖片識別系統(tǒng)嵌入到軟件中，依照實際的需要進行車牌識別功能的設置以及警報功能即可。（3）流量統(tǒng)計功能：該功能能夠?qū)δ骋粫r段中路口車輛通過狀況進行記錄。在軟件中嵌入辦公軟件模塊，自動生成word文檔和excel文檔來保存記錄。

4 結(jié)束語

文章主要針對當前電子警察系統(tǒng)的設計狀況進行了介紹，并相應的分析了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在車輛違章抓拍上通過視頻監(jiān)測的方式予以實現(xiàn)，不但能夠保證違法照片的有效性可靠性，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳遞，因此這種方式已經(jīng)開始在城市交通監(jiān)察系統(tǒng)中予以推廣，并取得了較為良好的社會、經(jīng)濟效益。

參考文獻

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